PHM技術在綜合航空電子系統中的應用

張棟善，張濤

（中國飛行試驗研究院，陜西西安，710089）

PHM技術在綜合航空電子系統中的應用

張棟善，張濤

（中國飛行試驗研究院，陜西西安，710089）

從某種角度上說，PHM技術并不是本世紀的新技術與新概念。PHM技術說到底是對監測檢查系統的升華與獨立，這是隨著綜合航空系統電子系統發展所產生的必然，也是未來航空電子系統中的重點。PHM技術也是我國軍事航空中的重點研發項目，對其在綜合航空電子系統中的應用的分析，有著重要意義。

PHM技術；綜合航空；電子系統；應用

0 引言

隨著軍事科技的發展，制空權在軍事中的地位越加重要，各國在軍事航空的投資不斷增加。在科學技術引導軍事走向的當下，航空軍事中電子系統的應用變得舉足輕重。PHM技術就是綜合航空電子系統中重要的一環，近些年來PHM技術對航空軍事安全性、經濟性帶來的積極影響越加明顯。因此，PHM技術也必將在航空電子系統中得到更加全面、深化的應用。

1 PHM技術在綜合航空電子系統中應用的現狀

1.1 什么是PHM技術

PHM就是“故障預測與健康管理”技術的一種簡稱，是一種主要裝備在戰斗機、戰斗艦等裝甲中的關鍵技術。故障預測與健康管理是PHM的兩大功能，故障預測是對其系統部件的一種監測與預測，對即將到來的故障給予警報，預測系統各部分能夠正常工作的時間長度；健康管理就是依據PHM提供的數據信息以及當下的可利用資源，制定維護和維修的方案。[1]

1.2 PHM的應用領域

PHM的應用主要是在機械設備為主的領域，在核電站、船舶領域都做出了相當的貢獻。但是其主要的應用領域還是在航空領域，其中又以軍事航空最為突出。對一架戰斗機的資金投入，電子系統方面要占到五分之二左右，這很明顯的顯示了電子系統對其重要程度，PHM技術就是其電子系統中重要的一部分。

1.3 PHM應用的現狀

PHM技術理念產生于上世紀末，在美軍的F-35聯合攻擊機項目，代號為JSF的項目中提出的這一概念。自PHM技術的產生到現在，目前歐美國家等軍事強國以及把此技術的應用做的相對完備并且致力于PHN技術新的開發應用，近些年來我國也一種在探索發展PHM技術的發展與應用，為我國航空軍事的飛躍做出了一定的貢獻。

2 PHM技術在綜合航空電子系統中的應用分析

2.1 提高航空安全

直升機、戰斗機等不同于汽車、坦克等，一般部件上的損壞通常不會造成嚴重的后果。航空領域則不用，在飛機上無論是電子部分還是機械部分，都相當精細，一是小部件的損壞如果沒有及時處理，造成大面積的連鎖反應甚至引發墜機的概率會迅速的成倍遞增；二是在空中作業時，很難對損壞部分進行維修，耗時耗力。綜上所述，PHM系統在保障航空安全上具有重大意義，提前的故障預測與處理建議，使飛行人員對飛機情況始終保持著清晰的掌握，并且保證飛機出現故障時能有更充足的時間進行處理，避免機體故障發成連鎖反應，造成更大的損失，對飛機安全構成威脅。[2]

2.2 PHM技術帶來的利益分析

PHM技術所帶來的利益可以分為可見的和不可見的，不可見的在于對軍隊戰斗力的提示，PHM技術提高航空安全性，也就是從側面提高了其戰斗能力?？梢姷闹饕譃閮蓚€部分，第一部分是在民用領域上，軍事上的技術投資很難帶來實體的利益回報，大部分都是依靠“軍轉民”來實現的，PHM技術知識是將原本就存在的但是不成熟的技術綜合系統化，在核電站、汽車、民航等方面都有類似的系統存在，所以PHM技術會非常貼合在非軍事的機械設備的電子系統中的應用；第二部分是PHM技術能夠降低成本以及降低損失，降低損失是PHM技術帶來的最明顯的收益，一些故障帶來的必要的以及不必要的損失都會受到PHM技術帶來的影響，能夠把損失降到最低甚至無。PHM技術在綜合航空電子系統中不僅對機體充當著保護的作用，在保護過程中也對機體的數據信息的一種收集，技術人員針對其帶來的數據，并且結合PHM技術在使用過程中處理的問題，能夠對機體設計的合理性作出改進，降低機體部件的故障幾率，提高部件使用壽命，從而降低機體制造與維修的各項成本。[3]

2.3 PHM技術在綜合航空電子系統中的深化

PHM技術的產生是航空電子系統的細化的成果之一。PHM技術是衍生于對機體的故障檢查與監測，起源于最初的人工進行監測到后來的機器監測，由外部監測又發展到內部監測，到現在故障監測的工作融入到電子系統，成為獨立的部分，也就是PHM技術。PHM技術發展到目前階段主要分為五個大部分。

（1）數據的采集。在工作中對所監測的部件的數據收集起來，對故障部件的數據，以及維修維護紀律等數據都進行保存傳輸。是技術人員進行開發、改進的重要資料。（2）數據的歸納整理。把系統監測到的各項信息進行一定處理，制作成便于工作人員理解的數據信息。提高對機體情況的掌握以及故障處理的效率。（3）狀態監測。對機體的整體狀態以及各個部件的狀態進行監測，對將要出現問題和已經出現問題的部分進行警報。（4）健康評估。對機體的整體以及部分狀態進行評估，對工作狀態以及故障多發點都進行記錄，對比總結出機體老化部分。（5）故障預測決策。PHM技術有對故障發生時進行處理決策的能力和對故障預測的能力，也有對故障預測進行處理的決策能力，能夠提供故障到來前的處理方案，防范即將到來的故障或者阻止故障的發生。

這五個部分是電子系統比較成熟的分類體系，當前PHM技術的發展策略與目標，就是對這五個部分的繼續深化、細分。在此基礎上進行創新和新技術應用，對每個部分的功能進行最大程度的利用。

3 結語

PHM技術是當下也是未來綜合航空電子系統中不可或缺的一部分，PHM的技術已經相對成熟，體系也相對完善。未來的工作中要堅持對PHM技術的開發利用，把PHM技術更好的融合到綜合航空的電子系統中。

[1]盧海濤,王自力.綜合航空電子系統故障診斷與健康管理技術發展[J].電光與控制,2015, 22(8):60-65.

[2]李曉洋.航空電子系統PHM技術的探究[J].移動信息,2016(5):22-22.

[3]景博,徐光躍,黃以鋒,等.軍用飛機PHM技術進展分析及問題研究[J].電子測量與儀器學報.2017, 31(2):161-169.

Application of PHM technology in integrated avionics system

Zhang Dongshan ，Zhang Tao
（Chinese Flight Test Establishment,Xi’an Shaanxi,710089）

From a certain point of view, PHM technology is not a new technology and new concept in this century. PHM technology in the final analysis is the sublimation and independence of monitoring and inspection system, which is inevitable with the development of integrated aviation system electronic system,and is the focus of future avionics system. PHM technology is also an important R & D project in China’s military aviation. It is of great significance to analyze its application in integrated avionics system.

PHM technology; integrated aviation; electronic system; application